2014 Fiscal Year Annual Research Report
医療・交通・防災・エネルギーのデペンダブル制御通信のためのマルチレイヤ統合最適化
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25289112
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
河野 隆二 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90170208)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
落合 秀樹 横浜国立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20334576)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 移動体通信 / 情報通信工学 / 高信頼制御通信 / 医療ICT / UWB無線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)物理層のハイブリッドARQ誤り制御法とMAC層・データリンク層におけるContention Base & Freeプロトコルを融合し、通信路誤りや干渉・妨害の原因をセンスして再送要求やアクセス制御、マルチパス伝搬路や干渉・妨害などの原因まで立ち入り高信頼性を確保できる物理層を考慮したネットワークのルーティングアルゴリズムなどの複数レイヤに跨がるマルチレイヤ統合技術の考案を行った。また、そのシナジー効果の改善効果解析と課題抽出を行った。具体的には、大容量マルチホップMIMOリレーシステムのための物理層・MAC層のクロスレイヤの最適化、複数WBAN環境における様々なQoSを考慮した誤り制御法についての一検討、車両間通信における地理情報を利用した車群構築・ルーティングプロトコルに関する一検討、非線形振動子に基づくCPGシナジーモデルと運動機能評価を行った。
(2)I型・Ⅱ型糖尿病のためのユビキタス遠隔診断治療やリハビリテーションの遠隔運動解析・支援などへの最悪性能が保証されるデペンダブルBANの臨床導入に向けた技術、法制、および産業化に必要なあらゆる要件を抽出し、電波法による技術基準適合証明（技適）、薬事法のよる治験に必要な実験的検証、性能改善、技適・治験評価法などを検討した。具体的には、UWB-WBANにおけるユーザ間干渉及びシステム間干渉に対する干渉対策、移動ロボットの測位と通信性能向上UWB/INS複合航法システムを行った。
(3)、上記にて考案したマルチレイヤ垂直統合型技術の拡張・発展性を示すために、通信と制御をコアにした車両やエネルギーや情報や金融の流れのトラヒック制御へ応用し、交通、エネルギー、金融、医療、防災などの社会インフラストラクチャの融合による効率化やdabilityの向上をもたらすことを、QoSの統合評価尺度により評価する。産業界と連携し実用化を検討した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究実施計画に基づき、高信頼性が必要な機械間(M2M)制御用ネットワークにおける制御通信のための複合最適化基準と、各レイヤ毎の要素技術の最適化を、物理層からMAC層、ネットワーク層、アプリケーション層のクロスレイヤ、マルチレイヤにわたる垂直統合型技術の考案、および制御理論と通信理論の水平統合型理論体系に基づく性能解析法、評価法、最適設計法の導出・検討を行った。特に、大容量マルチホップMIMOリレーシステムのための物理層・MAC層のクロスレイヤの最適化を検討し、査読付論文並び国際会議発表を行った。また、横浜国立大学の特許技術を含む医療用ボディエリアネットワーク(BAN)の国際標準IEEE802.15.6に準拠した超広帯域(Ultra Wide Band:UWB)による無線デバイスを試作し、社会実験・臨床実験を実施した。
研究代表者が数年前に創設した電子情報通信学会の医療ICTと高信頼制御通信の2つの時限研究会（研究専門委員会）が、本研究助成に基づく医療ICTと高信頼制御通信の研究活動により、平成26年度から常設の第一種研究会（研究専門委員会）に昇格するに至ったことは、社会・学術貢献として評価を得たものと判断される。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、機械間M2M制御用ネットワークにおける制御通信のための複合最適化基準と、各レイヤ毎の要素技術の最適化を物理層からMAC層、ネットワーク層、アプリケーション層のクロスレイヤ、マルチレイヤにわたる垂直統合型技術の考案、および制御理論と通信理論の水平統合型理論体系に基づく性能解析法、評価法、最適設計法の導出、並びにM2M制御のためのデペンダブル無線制御通信ネットワークのマルチレイヤ統合技術の医療への応用を検討する。また、それまで考案したマルチレイヤの垂直統合技術を導入した機械間M2M制御用ネットワークとして、医療用バイタルセンサと治療機器の遠隔フィードバック制御ネットワーク(BAN)などに導入するハードウェア・ソフトウェアで試作、実験することにより、その有効性とグローバル最適性能を実証する予定である。
本研究助成に基づく研究成果を広く学会や産業界を通じて普及させるために、11で報告したように、平成26年度よりヘルスケア・医療ICT研究会（研究専門委員会：委員長：河野隆二）および、高信頼制御通信研究会（専門委員会：顧問：河野隆二）を通じて、研究開発を牽引すると共に、研究代表者がFinnish Distinguished Professorを務めるフィンランド・オウル大学および、CEOを務める同大学日本研究所CWC日本を通じて、国際標準化やビジネス展開する。併せて、研究代表者が2006年に横浜で開催した第1回医療ICT国際シンポジウム(ISMICT2006)を毎年、国際運営委員長として継続開催し、本研究助成の成果を世界中に公開し、我が国が同分野の中心として牽引する所存である。
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